温度和含水率对村镇垃圾焚烧烟气中有机物排放的影响

使用管式炉模拟村镇生活垃圾焚烧过程,研究不同焚烧温度和不同垃圾含水率条件下,村镇垃圾焚烧烟气中多环芳烃（PAHs）、氯苯及苯系物的生成和分布特性.结果表明,焚烧温度为550℃时,烟气中多环芳烃和氯苯的释放量最大,当温度小于550℃时,多环芳烃和氯苯的释放量随温度升高而增加,温度大于550℃时,多环芳烃和氯苯的释放量随温度升高而降低.高温焚烧不仅可以抑制烟气中多环芳烃的浓度及减少大分子量PAHs的排放,还能降低氯苯的释放量和氯代数,从而减小村镇垃圾焚烧烟气中的毒性;苯系物随着温度升高,由热解转变为高温合成,释放量也随着增加.水分对多环芳烃和氯苯有较大影响,对苯系物的影响较小.在400℃条件焚烧时,水分含量对多环芳烃总体上是促进的,而在850℃焚烧条件下则表现出抑制作用;而水分对氯苯则均表现出抑制作用,并且可以降低氯苯化合物的氯代数.     

焦油渣和煤沥青配煤炼焦处置实验研究

通过对焦油渣、煤沥青开展配煤捣固炼焦实验,分别分析不同炼焦残渣配比下,焦炭成分的变化,确定其较优掺入比例,并分析残渣对焦炭和尾气中多环芳烃、重金属含量的影响。结果表明,焦油渣掺入比例为4.5%,煤沥青掺入比例为6%是较为适宜的。此条件下,焦炭中重金属含量较高,进入到尾气中的部分有限,而多环芳烃含量极少,大部分都进入到尾气中,故炼焦尾气需要经冷凝、过滤和吸附净化后再排放。     

滴滴涕农药高温热残留特性

为探明滴滴涕农药的热处理特性,利用高温管式炉,对600～1 200 ℃7个温度段下的滴滴涕农药在残渣和尾气中的残留进行了研究.结果表明:在800 ℃时,DDT去除率(η_DDT)≥99%,在1 100 ℃时,η_DDT≥99.9%.在残渣中,DDT是主要的农药残留物,其中p,p′-DDD占残渣中DDTs总量的比例在温度≤1 000 ℃时随温度升高而增加,但在温度＞1 000 ℃后却随温度升高而递减.在尾气中,p,p′-DDE随温度升高逐渐成为尾气中的主要残留物.除DDTs之外,在温度≤600 ℃的尾气中,有机物残留物多为脂肪烃;在700～900 ℃的尾气中,兼有芳烃衍生物和脂肪烃;而在1 000～1 200 ℃的尾气中,残留物则多为芳烃衍生物.      

印染污泥掺煤焚烧过程中重金属分配与归趋特性研究

掺煤焚烧是佛山地区印染污泥处置的一种常用方法。针对佛山金纺集团印染污泥掺煤焚烧处理工程,对污泥、燃煤、炉渣以及飞灰的重金属含量及浸出毒性进行了分析测定,对重金属在炉渣、飞灰中富集分配规律进行了研究。结果表明:金纺集团印染污泥中锌是最主要重金属污染物;经掺煤焚烧以后,炉渣中重金属的残留率顺序为镍铜铬锌,残留率越小,说明该重金属越容易富集到飞灰中。飞灰中重金属的富集率远高于炉渣,飞灰属于危险废弃物。因此印染污泥掺煤焚烧工程运行中,提高尾气除尘效率对避免重金属的二次污染至关重要,同时飞灰应作为危险废物妥善处置。     

石灰对高温烟气中重金属的吸附特性研究

研究了常用的酸性气体吸收剂石灰在600℃和800℃下对焚烧烟气中常见的四种重金属Cd,Pb,Zn和Cu的吸附效果。实验中采用重金属的氯化物作为蒸发源将重金属挥发到烟气中,吸收剂在流化床中对烟气中的重金属进行吸收。实验结果表明石灰类吸收剂在600℃和800℃时对四种重金属均有一定的吸附效果,其中Cd和Pb容易被吸附,而Zn难以被吸附。所试验的三种石灰吸收剂中,CaCO3对重金属的吸附能力相对较差,特别是对Cd和Pb;而普通Ca(OH)2的吸附能力最强。为了提高高温烟气净化残渣的质量,600℃及以上的高温下宜使用CaCO3和改性Ca(OH)2作酸性气体的吸收剂。     

煤焦油沥青污染特性分析研究

以山西某煤焦油深加工企业产生的煤焦油沥青为研究对象,采用气相-质谱联用仪分析美国环保局列出的优先控制的16种多环芳烃,讨论了多环芳烃的组分、环数分布及等效致癌毒性等。采用BCR连续提取方法,分析了重金属的形态分布特征。结果表明,煤沥青中16种多环芳烃主要以低环(2～3环)和中环(4环)为主,高致突变性物质、致癌性物质总含量均超过国家标准规定的限值;煤沥青的总BaP等效毒性浓度为2 746.46 mg/kg,高于煤焦油之外的其他煤化工残渣,具有潜在致癌性;煤焦油沥青中重金属含量大小排序为PbCrZnNiCuCdSe;Pb、Cd的残渣态略占优势,Cu和Cr的氧化态含量略高,Ni的还原态含量最高,Zn的氧化态最高。     

不同污泥焚烧残渣的重金属稳定性

本文对污泥焚烧残渣中重金属总量、形态分布及浸出毒性进行了试验研究,对比分析了厌氧消化污泥与未消化污泥焚烧残渣中Cd、Pb、Cr、Zn的浸出稳定行为,结果表明:厌氧消化污泥焚烧残渣中重金属Cd、Pb、Cr、Zn的含量明显低于未消化污泥;污泥经焚烧处理后,重金属的存在形态总体上都是从不稳定态向稳定态转移,这一趋势厌氧消化污泥更为明显;在重金属浸出方面,只有未消化污泥在600℃焚烧5 min1、5 min的残渣中Cd的浸出浓度高于标准允许值1 mg/L,其余均低于标准值。     

垃圾衍生燃料焚烧时重金属在气固两态的分布特性

采用自制的实验装置,将垃圾衍生燃料(RDF)在500~900℃焚烧温度下持续加热60 min后,垃圾RDF中的Hg几乎全部挥发到气相中。随着焚烧温度的升高,6种重金属在气相中的浓度显著增加,在残渣中的浓度显著减少。添加5%的氯可使8种重金属元素在气相中的浓度极显著增加,重金属元素Zn、Cu、Pb、Cd、Hg在残渣中的含量都极显著减少,当有机氯含量增加到一定程度时,难挥发重金属Ni、Cr在气相中的浓度比对照增加了30%左右,添加5%与10%PVC相比,差异不显著。垃圾中水分增加时,Pb、Zn在气相中的浓度减小和在残渣中的增加略明显,但水分变化对Cu的影响较小,而对Hg、Cd、Ni、Cr几乎没有影响。     

不同类型机动车尾气中的多环芳烃含量分析

采用底盘测功机模拟汽车的加速、减速、匀速和怠速过程,采集了机动车排放的尾气,并对尾气中颗粒态物质和气态物质的多环芳烃含量进行了分析,结果表明,柴油车和汽油车无论在何种工况下,尾气中低环多环芳烃在气态物质中的含量都要高于在颗粒态物质中的含量;中环多环芳烃在气态物质中和颗粒态物质中的含量相接近;高环多环芳烃在颗粒态物质中的含量要高于气态物质中的含量.机动车尾气中PAHs的苯并[a]芘等效致癌浓度(BaPE)在0.558～5,684之间,BaPE/BaP比值在2.029～8.413之间.即BaP以外的多环芳烃贡献了相当于103%～741%BaP浓度的等效致癌毒性;尾气中气态物质和颗粒态物质的PAHs总量和苯并[a]芘含量的回归分析表明两者之间存在着较好的线性关系,其可决系数分别为0.8343和0.7158.     

电镀污泥焚烧残渣中的Cu、Ni形态分析

电镀污泥的安全处置治理和资源化利用已成为研究热点,采用改进的BCR和Sposito顺序浸提法考察了不同温度(200,400,600,800℃)焚烧电镀污泥残渣中重金属Cu、Ni的赋存形态分布特征。结果表明:焚烧处理具有显著的减量化效应,重金属铜的残留率为98.6%～90.3%,高于镍(88.6%～76.3%),残渣中的Cu、Ni重金属呈现出富集效应。形态分析表明,随着焚烧温度的提高,生物可利用性形态含量呈现下降趋势,实现了不稳定态向稳定态的转化。     

A new gasification and melting incineration process of MSW with co-current shaft furnace

In all the municipal solid waste (MSW) disposal technology, incineration with gasification and melting has been taken as a environmentally sound and zero emission technology owing to avoiding second-pollution of heavy metals and dioxin. In this background, a new direct gasification and melting incineration process with co-current shaft furnace is put forward. In this process, MSW and combustion-supporting air are co-current from top to bottom in a shaft furnace. Fuel gas from pyrolysis and gasification burns completely in the bottom in order to offer energy for slag melting. The simulation experiment of the co-current shaft furnace has been done. The results of simulation experiment show that the temperature on the condition of co-current is much higher than on the condition of countercurrent at the bottom of reaction tube and so is the CO₂ quantity discharged from reaction tube. It can be concluded that the co-current shaft furnace is more suitable for direct gasification and melting incineration process.     

垃圾焚烧飞灰的熔融特性研究

以飞灰从开始熔融到熔渣全变成液体这一过程中的4个温度段所得到的熔渣为研究对象,探讨了它们的外观结构、成分、浸出毒性以及液固比、浸取液的pH值对熔渣中Ba、Cd、Ni等重金属浸出量的影响规律．结果表明：飞灰开始熔融后,随着温度的升高,熔渣的颜色逐渐变深、质地逐渐变硬、玻璃化现象逐渐明显,Ca、Al、Mg、K、Fe等主量元素的质量百分含量逐渐升高;熔融温度在1230℃以上所得到的熔渣不再是具有浸出毒性的危险废物;液固比对Ba、Zn、Cd和Ni的浸出量影响较大,而对As的影响较小;Ba、Cu、Pb和Zn等重金属元素在强酸和强碱环境下比较容易浸出．     

典型进口废铜废铝初级加工原料模拟熔炼烟气中重金属产生特性研究

随着我国全面禁止固体废物入境,如何从传统的进口废铜废铝中甄别高品质再生铜再生铝原料,是精准打击固体废物入境、确保行业急需高品质原料进口的关键.选取典型进口废铜废铝初级加工原料样品,采用高温管式炉模拟不同原料类型、熔炼温度、夹杂物和熔炼剂等因素对于熔炼过程烟气中重金属产生特性的影响.结果表明:①当进口铜加工材原料熔炼温度从900℃升至1 300℃时,烟气中Cr、Ni、Zn、Pb浓度随温度升高而增加,且进口铜加工材原料熔炼过程烟气中整体上重金属的产生量比铜米、漆包线多,当夹杂物含量从0增至1.0%时烟气中重金属浓度呈增长趋势,熔炼入炉的进口铜加工材原料的夹杂物含量控制在0.5%以内,可有效减少烟气中Pb和Zn等重金属的产生.②当进口汽车铝切片原料熔炼温度从500℃升至900℃时,烟气中Cr、Ni、Zn、Pb、Cu浓度均随温度升高而增加,熔炼剂中添加C₂Cl₆比添加NaCl、KCl和NH₄Cl等更利于重金属的产生,夹杂物含量从0增至1.0%时,烟气中Cr、Ni、Pb浓度均不断增加,Zn和Cu浓度则逐渐减少.研究结果为我国制定高品质再生铜再生铝原料标准、精准打击固体废物入境提供了数据支持.      

我国14座生活垃圾焚烧厂飞灰的物化特性分析

对我国东北、华北、华东和华南地区14座城市生活垃圾焚烧厂的飞灰进行了组分、热灼减率和熔融特性分析。结果表明:我国炉排炉飞灰中CaO含量最高,其质量分数达到40%~60%;Cl含量次之,质量分数为20%~30%;同时富集大量易气化的重金属。飞灰的热灼减率随温度升高而显著增加,当温度达到1200℃以上时趋于稳定,最高可达40%以上。飞灰的流动温度受SiO₂的含量影响最显著,流动温度分布在1100~1500℃内。     

Investigation of heavy metal partitioning influenced by flue gas moisture and chlorine content during waste incineration

The impact of moisture on the partitioning of the heavy metals including Pb,Zn,Cu and Cd in municipal solid waste (MSW) was studied in a laboratory tubular furnace.A thermodynamic investigation using CHEMKIN software was performed to compare the experimental results.Simulated waste,representative of typical MSW with and without chlorine compounds,was burned at the background temperature of 700 and 950°C,respectively.In the absence of chlorine,the moisture content has no evident effect on the volatility of Pb,Zn and Cu at either 700 or 950°C,however,as flue gas moisture increasing the Cd distribution in the bottom ash increased at 700°C and reduced at 950°C,respectively.In the presence of chlorine,the flue gas moisture reduced the volatility of Pb,Zn and Cu due to the transformation of the more volatile metal chlorides into less volatile metal oxides,and the reduction became significant as chlorine content increase.For Cd,the chlorine promotes its volatility through the formation of more volatile CdCl 2.As a result,the increased moisture content increases the Pb,Zn,Cu and Cd concentrations in the bottom ash,which limits the utilization of the bottom ash as a construction material.Therefore,in order to accumulate heavy metals into the fly ash,MSW should be dried before incineration.     

不同处理工艺页岩气钻井岩屑的污染特性

为探究不同处理工艺对页岩气钻井岩屑的处理效果,对重庆市某区域典型页岩气钻井岩屑处理后产生的水基残渣和油基残渣进行采样,系统分析钻井岩屑经不同处理工艺处理前后其特征污染物（重金属、PAHs及石油烃）的残留水平及变化规律.结果表明:热解析与回转窑焚烧结合工艺对油基钻井岩屑中重金属的去除效果较优,热解析与回转窑焚烧结合工艺、单一热解析工艺、热解析与电解结合工艺均可有效去除油基钻井岩屑中的2~4环PAHs以及石油烃中的轻质组分,3种工艺对钻井岩屑中PAHs的去除率分别为72.5%、95.3%、93.0%,对石油烃的去除率分别为90.0%、93.9%、93.2%.采用固液分离+压滤脱水的方式处理水基钻井岩屑,会导致重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As）和2~4环PAHs在水基残渣中的累积.处理后水基残渣和油基残渣中重金属、PAHs和石油烃含量均未超过GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准限值,重金属和PAHs含量均满足GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》要求.研究显示,经热解析为主体的工艺处理后,钻井岩屑中的特征污染物可得到有效去除,具有较好的资源化利用潜力.      

钢渣对京津冀地区典型罐底油泥热解影响

为了研究钢渣对油泥热解产物的影响,以京津冀地区典型罐底油泥为研究对象,利用固定床反应器、热重分析仪对油泥热解条件及反应特性进行研究,通过单因素实验和响应面实验设计考察了热解终温、升温速率、停留时间和钢渣添加量等对热解产物产率的影响,采用气相色谱（GC）、气质联用（GC-MS）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）等对热解气体、热解回收油和热解焦表征,并对反应后固体残渣采用磁选的方式回收钢渣及分析物相组成（XRD）。热重分析（TG）表明:添加钢渣有利于油泥失重率增加。热解动力学计算表明,油泥单独热解和添加钢渣的反应的表观活化能分别为8.32,7.43 kJ/mol。固定床实验表明:当热解温度为550℃,升温速率为40℃/min,停留时间为30 min时,钢渣添加量为15%时,油泥热解回收油产率最高,达到16.03%。通过17组响应面实验设计,预测回收油产率最高可达16.12%。热解产物分析表明,添加钢渣提高了气体中H₂和CH₄产量增加,降低了CO₂产量。焦油的GC-MS分析表明,添加钢渣提高了焦油中低碳原子数成分含量。这证明了油泥和钢渣协同处置的可行性,可为热态钢渣与油泥的协同处置研究提供数据支撑。